Extraction, caractérisation chimique et valorisation biologique de ...

Les hémicelluloses sont des polysaccharides de structures complexes et diversifiés qui
restent malgré des perspectives attrayantes peu exploités à l’heure actuelle comparativement à
d’autres polymères naturels tels que la cellulose ou l’amidon. Cette étude souhaite apporter
des réponses à la question de la valorisation chimique et biologique du 4-O-
méthylglucuronoxylane, une hémicellulose majoritaire chez les bois issus de feuillus (chêne,
châtaignier…). Elle y est exclusivement localisée au niveau des parois cellulaires primaires et
secondaires dont il convient au préalable de présenter la structure et la formation biologique.
Une attention particulière sera portée à la composition chimique et à la structure de grandes
familles de molécules essentiellement polysaccharidiques qui la compose. Par ailleurs, les
multiples interactions chimiques qui y sont identifiées, si elles structurent mécaniquement la
paroi cellulaire, sont aussi un frein pour l’expérimentateur qui souhaiterait en valoriser le
contenu. C’est la raison pour laquelle il convient d’apporter dans un deuxième temps des
réponses méthodologiques, sélectives d’une part et compatibles d’autre part avec la notion de
chimie verte.
I.1. La paroi cellulaire végétale
La paroi cellulaire végétale est un édifice multimoléculaire qui assure la rigidité et qui
évolue en fonction de l'âge des tissus végétaux. Elle entoure chaque cellule végétale et est
essentiellement constituée de polyphénols, protéines et de glucides (90% de la masse de
matière sèche) qui peuvent être des hémicelluloses, des pectines ou de la cellulose. 3
Ces différents constituants forment un réseau complexe de macromolécules
responsable des propriétés mécaniques de la paroi cellulaire. Elle a par ailleurs une double
spécificité : elle doit à la fois être rigide pour jouer le rôle de squelette et de barrière et assurer
une certaine élasticité pour permettre la croissance du végétal. Néanmoins, les échanges
intercellulaires doivent pouvoir se faire. Ces contraintes paradoxales sont à l’origine de la
complexité de la paroi végétale dont l’organisation repose sur trois territoires bien identifiés
(Figure 1) :
- La lamelle moyenne, jonction intercellulaire, permet la cohésion cellulaire. Elle est
riche en pectines et dépourvue de cellulose.
- La paroi primaire, est composée de pectines, de cellulose et d’hémicelluloses. Sa
structure et sa composition chimique évoluent au gré de la croissance cellulaire.
- La paroi secondaire est constituée des éléments de la paroi primaire dans lesquels
s'est insérée de la lignine. Elle est plus rigide que la paroi primaire et ne permet plus la
croissance cellulaire. On constate une plus grande proportion de cellulose, dont les
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